Lait 82 (2002) 91-101 DOI: 10.1051/lait:2001008

Production of conjugated linoleic acid by Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii

Auli Rainio^a, Marjatta Vahvaselkä^a, Tarja Suomalainen^b and Simo Laakso<sup>a

a</sup>  Laboratory of Biochemistry and Microbiology, Department of Chemical Technology, Helsinki University of Technology, PO Box 6100, 02015 Hut, Finland
^b  Research and Development Centre, Valio Ltd., PO Box 30, 00039 Valio, Finland

Abstract
The kinetics of linoleic acid isomerization to conjugated linoleic acid (CLA) by Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii JS was studied in pH-controlled batch and fed-batch fermentations. In batch fermentations supplemented with 600-2 000 g mL ^-1 linoleic acid, the rate of CLA formation was highest during the exponential phase of growth. By the end of the batch fermentations, high amounts of CLA corresponding to 80-87% conversion were accumulated with initial linoleic acid concentrations up to 2 000 g mL ^-1. In fed-batch fermentations, where 600 g mL ^-1 linoleic acid was added into the culture after exponential growth, a rapid but short conversion period occurred. Thus, both actively growing and non-growing cultures were able to effectively form CLA. However, the production rates per cell were significantly higher in growing cultures. This isomerization reaction could be a detoxification system for linoleic acid in the propionibacterium strain studied.

Résumé
Production d'acide linoléique conjugué par Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii. La cinétique d'isomérisation de l'acide linoléique en acide linoléique conjugué (ALC) par Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii JS a été étudiée au cours de fermentations batch et batch alimenté, à pH contrôlé. En fermentations batch supplémentées avec 600-2 000 g mL ^-1 d'acide linoléique, le taux de formation d'ALC était plus élevé au cours de la phase exponentielle de croissance. À la fin des fermentations batch, des quantités élevées d'ALC correspondant à une conversion de 80-87 % étaient accumulées, avec des concentrations initiales d'acide linoléique allant jusqu'à 2 000 g mL ^-1. En fermentations batch alimenté, où 600 g mL ^-1 d'acide linoléique étaient ajoutés dans la culture après la phase exponentielle de croissance, une période de croissance rapide mais courte avait lieu. Ainsi, les deux cultures, celle croissant activement et celle ne croissant pas, étaient capables de former effectivement de l'ALC. Cependant, les taux de production par cellule étaient significativement plus élevés dans les cultures croissantes. Cette réaction d'isomérisation pourrait être un système de détoxication pour l'acide linoléique dans la souche de bactérie propionique étudiée.

Key words: conjugated linoleic acid / linoleic acid isomerization / Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii

Mots clés : acide linoléique conjugué / isomérisation de l'acide linoléique / Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii

Correspondence and reprints: Auli Rainio Tel.: (358) 9 4511; fax: (358) 9 462 373;
    e-mail: auli.rainio@hut.fi

© INRA, EDP Sciences 2002